Question

1958，Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题。

      

(1)由于DNA分子呈_________________结构，DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉(如图1)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测_____________________________。

(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有³H­胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。________________(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。

(3)有人探究DNA的复制从一点开始以后是单向还是双向进行的。将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有³H­胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明_________________________。

(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)题的方法，观察到的大肠杆菌DNA复制过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是________起点复制的。

Answer

(规则)双螺旋 复制起点数量 DNA复制是双向的 单

【解析】

DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；DNA复制过程：边解旋边复制；DNA复制特点：半保留复制。

（1）由于DNA分子呈规则的双螺旋结构，所以DNA复制开始时首先必需在解旋酶的作用下解旋，从而在复制起点位置形成复制叉。因此，要研究DNA复制起点数目，可以根据复制叉的数量推测。

（2）由于DNA复制是半保留复制，所以大肠杆菌亲代环状DNA复制一次，得到的DNA都是一条链含有放射性；而复制两次后形成的DNA分子中，一半是一条链含有放射性，一半是两条链都含有放射性。

（3）根据图3可知，复制起点在中间，两边都有放射性，所以DNA的复制是双向的。

（4）根据图4可知，大肠杆菌亲代环状DNA中只有1个复制起点，说明大肠杆菌细胞中DNA复制是单起点复制。